대수지수와 로그수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

지표 관계식 순서쌍

문제

자연수 xx의 상용로그의 지표를 f(x)f ( x )라 할 때, f(x)f(y)=2f(x)2f(y)+9f ( x ) f ( y ) = 2 f ( x ) - 2 f ( y ) + 9 를 만족시키는 자연수 x,yx , y의 순서쌍 (x,y)( x , y )의 개수는? [4점] 81×10681 \times 10 ^{6}81×10881 \times 10 ^{8}81×101081 \times 10 ^{10}81×101281 \times 10 ^{12}81×101481 \times 10 ^{14}

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해설

[출제의도] 상용로그의 지표의 성질을 알고 있는가를 묻는 문제이다. f(x)f(y)=2f(x)2f(y)+9f ( x ) f ( y ) = 2 f ( x ) - 2 f ( y ) + 9를 변형하면 {f(x)+2}{f(y)2}=5\left\{ f ( x ) + 2 \right\} \left\{ f ( y ) - 2 \right\} = 5이다. f(x),f(y)f ( x ) , f ( y )00이상인 정수이므로 f(x)+2=5f ( x ) + 2 = 5, f(y)2=1f ( y ) - 2 = 1 즉, f(x)=3,f(y)=3f ( x ) = 3 , f ( y ) = 3 logx\log x, logy\log y의 지표가 3이므로 103x<10410 ^{3} \leq x < 10 ^{4}, 103y<10410 ^{3} \leq y < 10 ^{4}을 만족시키는 자연수 x,yx , y의 개수는 각각 9×1039 \times 10 ^{3}이다. 따라서 순서쌍 (x,y)( x , y )의 개수는 81×10681 \times 10 ^{6}이다.

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